メタルキャスティング対決:Sand vs Die vs Investment

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May 15 2025
  • 金属鋳造

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金属鋳造は、生産プロセスで使用される一般的な方法であり、金属を溶かして型に注ぐことで部品を生産します。一般鋳造方法サンドキャスティング、ダイキャスティング、投資キャスティングです。砂鋳造は安価で大量生産に適しており、ダイ鋳造は高精度であり、複雑な形状のコンポーネントに適しています。

近年、ジェット冷却光の金属鋳造業界は急速に発展しています。この金属鋳造のプロセスは、高速気流の雇用を利用して冷却を促進し、その効果は鋳造強度の改善と表面の品質です。これらすべてキャストプロセス独自の特性があり、材料、パフォーマンス、コスト要因に基づいて選択を行う必要があります。このプロセスの理解は、将来、生産プロセスと製品の品質を最適化するのに役立ちます。

小型铝铸件

一般的な金属鋳造プロセスは何ですか?

1.サンドキャスティング

砂鋳造は、最も一般的な金属鋳造操作の1つです。砂を型として使用し、大型または複雑な成分に適しています。多くの場合、工作機械やエンジンブロック用のベースなどの大規模な部品を製造するために使用されます。キャスティングは、数キログラムから数百トンの重量の範囲です。砂鋳造装置はシンプルで低コストで、表面の粗さが高く、精度が中程度です。砂鋳造金型は、しばしば一度だけ使用されます。

2.高圧鋳造

高圧鋳造はもう1つの重要な金属ですキャスティング操作。溶融金属を高圧(通常10-200MPA)で金属型に押し込みます。高圧鋳造の利点は、生産性が高く、成形速度が高速(充填時間0.01-0.2秒)、部分表面の滑らかで正確なサイズです。欠点は金型コストが高く、大量生産に適しています。高圧鋳造は、アルミニウムや亜鉛などの合金に広く使用されています。自動車部品(ギアボックスハウジングなど)および3C製品ハウジングで広く使用されており、通常は50〜150MPaです。

3.低圧キャスト

低圧鋳造の鋳造圧力は低い(通常0.01-0.05MPA)。底部の溶融金属を強制して、金型に流れ込みます。低圧鋳造には、高品質の高度な毛穴が少なく、より高い品質の要件を持つコンポーネントを製造するために利用されている毛穴が少ないという利点があります。欠点は、充填が遅い(約1〜10秒)、生産効率は高圧鋳造ほど良くないことです。

4.投資鋳造

投資キャスティング失われたワックス鋳造としても知られています。最初にワックスでモデルを作成し、次に耐火物で覆い、最終的に加熱してワックスを溶かして流出させます。投資キャスティングの利点は、高精度、良好な表面の品質であり、複雑な形状を持つ部品に適用できます。短所は高コストと長い生産サイクルです。主に航空宇宙刃や医療機器などの小さな高精度鋳造に使用され、鋳造の重量は通常50kgを超えません。

5.DIEキャスト

ダイキャスティングは高圧鋳造の一種ですが、通常、非鉄金属の迅速なプロトタイピングを指します。金属型とより高い圧力(最大100MPA以上)を使用します。ダイキャスティングの利点は、非常に高い生産効率(1時間あたり数百個のピースが可能です)であり、薄壁の部品に適しています(壁の厚さは0.5mmです)。欠点は、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛などの低販売点金属にのみ使用できることであり、金型は高価であることです。

炉の金属鋳造の主要なプロセスフローは何ですか?

1.金属製錬

これは、炉の金属鋳造の最初のステップです。金属原料(アルミニウム、鉄、銅など)は、炉に入れられ、完全に溶けるまで高温で加熱します。融点は、約660°Cでアルミニウム溶融物など、金属の種類に応じて異なりますが、鉄には約1538°Cが必要です。

キーポイント:

  • 温度は溶融金属の品質に直接影響を与え、酸化またはガスの混合を回避するためにリアルタイム制御が必要です。
  • 製錬炉のタイプの選択:高融点(鋼など)を備えた金属用の電動炉、およびアルミニウム合金などの低融点を持つ金属用のガス炉。

2.メルト治療

溶融金属を浄化します。不純物とガスを除去して、金属の品質を改善します。通常実行されるいくつかの慣行は、精製剤の導入、不活性ガスの攪拌または通過です。

3.準備

鋳造プロセスに従って金型を選択します。使用砂型砂鋳造の場合、ダイキャスティング用の金属型;投資キャスティング用のセラミック型。型は、鋳造の品質に影響を与えることができないように、乾燥してきれいでなければなりません。

キーポイント:

  • 砂型は生産するのが安価ですが、不正確です。金属型は再利用できますが、溶融金属の高温に耐えるために設計に耐熱性が必要です。
  • 炉の金属鋳造では、予熱したカビは、溶融金属の過度の急速な冷却によって引き起こされる欠陥を防ぎます。

4.注入

炉内の液体金属は、ひしゃくまたは自動運搬システムを通してカビの空洞に注がれます。注ぎの温度と速度は十分に制御する必要があります。速すぎると泡が発生し、遅すぎると金属の非統合につながります。

キーポイント:

  • 注ぐ温度は、金属の融点よりも50〜100°C高くなければなりません(たとえば、アルミニウム合金の注ぐ温度は約700〜750°Cです)。
  • ゲートデザインは溶融金属の流れに影響を及ぼし、毛穴または冷たい閉じた欠陥は避けます。

5.クーリングと固化

金属は自然に金型で冷却するために残され、しっかりした鋳造を作成します。冷却するのにかかる時間は、キャスティングと金属のサイズに依存します。大きな鋳物には数時間かかります。それが冷却する速度は規制する必要があります。速すぎると脆くなり、遅すぎると効果がありません。

6.除外とクリーニング

キャストがしっかりした後、型から除去されます。砂鋳造では、型を壊す必要がありますが、金属型再利用することができます。鋳造の表面は、バリまたは残留砂である可能性があり、金属型が掃除されると再利用される場合があります。

7.ポスト処理

鋳造には、精度とパフォーマンスを向上させるために、切断、研削、熱処理など、他のプロセスを経る必要があります。

Furnace metal casting process

石膏型を使用して単純なアルミニウム鋳造を実現する方法は?

1.材料とツールの準備

素材:

石膏パウダー(ベストは耐火物質です)。
水(石膏と水との混合比は約1:1.3)。
アルミニウム材料(製錬のためのアルミニウムのゴミ缶、アルミニウムブロックなど)。

ツール:

製錬容器(厚い壁のある鋳鉄のるつぼまたは鋼鉄のタンク)。
熱源(プロパンスプレーガン、小さな炉)。
カビのプロトタイプ(ワックス、木材、または3D印刷モデル)。
保護装置(ゴーグル、マスク、高耐火手袋)。

安全保護は、DIYメタル鋳造アルミニウムの初期操作であり、保護装置を着用する必要があります。

2.石膏型を作ります

プロトタイプを作成します:

ワックスまたは木材を使用して、目的のアルミニウム形式(キーチェーンや小さな彫像など)を彫ります。
プロトタイプはテクスチャが滑らかでなければならず、鋭いエッジを含む必要があります(破壊時にひび割れを防ぐため)。

石膏スラリーを準備してください:

石膏パウダーをゆっくりと水に加え、粒子がない厚いペーストになるまで混ぜます。
石膏スラリーは10分以内に適用する必要があります(より速く乾燥します)。

石膏型のキャスト:

プロトタイプを容器に配置し、石膏スラリーの上に注ぎ、プロトタイプに少なくとも2 cmのカバーの厚さを与えます。
容器を静かに振って気泡を排除し、1〜2時間立って完全に硬化させます。

型を乾燥させる:

石膏型は完全に乾燥させる必要があります(1〜2日間自然に乾燥させるか、温度100°Cで4時間焼くことができます)。
乾燥した後、プロトタイプから金型を取り外し、キャストするキャビティを保持します。

DIYで金属鋳造アルミニウム、石膏型は完全に乾燥する必要があります。そうしないと、熱温度アルミニウム液に面したときに破裂します。

3.アルミニウム液の融合と注ぎ

アルミニウム材料の融解:

  • スクラップアルミニウムをるつぼに入れ、プロパントーチまたは炉を使用して660-700°Cに溶かします(アルミニウムの融点は約660°C)。
  • アルミニウムの液体が銀色の白色を発達させるときは、スチールロッドでかき混ぜて不純物を除去します。
  • カビの予熱:石膏型をオーブンに入れ、150〜200°Cの温度に温めます(アルミニウム液の速い冷却のために生じる欠陥を減らすため)。

アルミニウム液の充填:

  • るつぼをトングのるつぼに入れて、ゆっくりとアルミニウムの液体をゆっくりと満たして、はねない型の空洞に入れます。
  • 充填中に手を調整し、アルミニウムの液体がすべての角を流れるようにします。

アルマロイの金属鋳造では、泡を避けるために、注ぐ速度を遅く維持する必要があります。

4.クーリングと後処理

  • 自然冷却:注いだ後、アルミニウムの液体が完全に固まるまで20〜30分間放置してください(カビの外部温度が50°Cを下回る)。
  • キャスティングを断ち切って剥ぎ取ります:石膏型を慎重にタップして、アルミニウム部品を剥がします(石膏は脆く、再利用率が低い)。
  • クリーニングと研磨:バリと粗い表面からファイルまたはサンド。
  • 研磨面:滑らかに粉砕します細かい砂または電気グラインダー付き。

アルミニウム製品は急速に熱移動するため、冷却中に(変形や亀裂を防ぐため)、冷水と直接接触することを避けてください。

Tools used for DIY metal casting aluminum

高圧鋳造と低圧鋳造のプロセスパラメーターの違いは何ですか?

低圧鋳造と高圧鋳造は、アルミニウムの金属鋳造における2つの主流プロセスです。

1.コアプロセスパラメーター比較

パラメーター 低圧鋳造(LPDC) 高圧鋳造(HPDC)
充填圧力 0.5〜5バー(低圧)。 70〜1000バー(超高圧)。
充電速度 0.5〜2 m/s(遅い充填)。 5〜15 m/s(高速充填)。
カビの温度 200〜300℃(低温)。 250〜400°C(高温)。
壁の厚さをキャストします 2-8 mm(均一な壁の厚さ)。 0.5〜4 mm(薄壁の複雑な部分)。
カビの寿命 50,000〜200,000回(ボールドの低い摩耗)。 100,000〜500,000回(金型損失が高い)。
典型的なアプリケーション カーホイールやエンジンシリンダーなどの構造コンポーネント。 携帯電話のシェルや自動車カバーなどの軽量の薄壁部品。

2. JSの技術的適用性

JS Precision Manufacturingは、アルミニウムマグネシウム合金鋳造の分野で低圧と高圧の技術を広く組み合わせており、ハイエンドの顧客の要件を満たすために以下の技術的能力に依存しています。

高精度制御:

JSは、閉ループ圧力制御システムを採用して、低圧鋳造の充填圧力の変動を±0.5%に調整し、ホットモールド補正技術を採用して達成します次元の鋳造±0.02mmの精度、業界標準(±0.05mm)を超えています。その高圧鋳造機器には、薄壁の部品が均一に充填されるようにリアルタイム圧力監視システムも装備されており、新しいエネルギー車両バッテリーパックシェルの成功したプロジェクトに実装されています。

材料の適応性:

アルミニウムマグネシウム合金の低圧鋳造では、JSは、低圧鋳造の型寿命を1.5倍(最大300,000倍)に増やすための特別なコーティングシステムを開発しました。同時に、高圧鋳造における噴射曲線の最適化により、固定速度は0.3%未満に制御されます。最近の症例は、アルミニウムマグネシウム合金ホイールハブの引張強度が12%増加し、伸長が8%を超えていることを示しています。

グリーン製造:

低圧鋳造で不活性ガス保護装置を使用して、酸化物包含物を20%減らします。高圧鋳造マシンは、廃熱回収システムを利用してユニットエネルギー消費を18%削減します。どちらのプロセスもISO 14001環境認証に従い、グリーンキャスティングポリシーと一致しています。

クイック応答:

デジタルシミュレーションテクノロジーの助けを借りて、JSは、低圧鋳造金型の開発サイクル時間を短縮し、従来のモデルの60%減少し、高圧鋳造のプロセスパラメーターを40%改善しました。最近、anの形のブラケットを開発しました航空宇宙の顧客、そして、設計から最初の作品の配信まで28日しかかかりませんでした。これは、業界平均よりも35%高速です。

3.プロセス選択戦略

シナリオ要件 推奨プロセス JSテクニカルサポート
高強度/複雑な内部空洞構造が必要です 低圧鋳造 ホットトップゲーティング +ステップ圧力技術。
軽量/大量生産の追求 高圧鋳造 マルチポイント圧力噴射 +真空排気システム。
材料利用に敏感なプロジェクト 低圧鋳造(反重力モード) 適応液レベル制御システム、スクラップレート<8%。
高付加価値の精度部品 高圧鋳造 +ローカライズされた押出 リアルタイム圧力、速度ダブルクローズドループ調整、表面粗さRA <0.8μm。

Low pressure casting vs high pressure casting

ダイキャスティングと砂キャスティングの違いは何ですか?

1.型のタイプと材料

  • ダイキャスティング:再利用可能な金属型(鋼やアルミニウム合金など)が利用され、カビの寿命は長く、これは高精度の複雑な構造に適しています。たとえば、JSがダイキャスティングに使用する金属鋳造用のナイフ型は、精密ツールパーツであり、ハードネスです金型材料(例:H13スチール)は、成形の安定性と表面仕上げを確保するために使用されます。
  • 砂鋳造:使い捨ての砂型の使用、低精度は安価であり、単一または大部分の生産に適しています。 JSは、デジタル砂型の設計によってプロセスを強化し、開発サイクルを短くします。

2.生産効率とコスト

  • ダイキャスティング:初期金型コストが高くなりますが、大量生産に適しています(たとえば、自動車部品)。 JSは、自動化された生産ラインにより、数千個のピースの毎日の生産能力を達成しています。
  • 砂の鋳造:金型コストが低いですが、小さなバッチやプロトタイプの製造に適した1つのピースの生産時間が長いです。

3.高度と表面の品質

  • ダイキャスティング:耐性は±0.005mm(JS Company Technical Standard)に達する可能性があります。表面粗さRA以下、特に金属鋳造に必要なエッジのシャープネスとサイズの一貫性が必要です。
  • 砂鋳造:一般耐性±0.5mm、表面粗さRA≥12.5μmには、追跡処理が必要です。

4.アプリケーションシナリオ

  • ダイキャスティング:高い複雑さ、薄壁の部品(電子ハウジング、ツールなど)、JSカンパニー光の重みの要件を満たすために、多目的互換性(アルミニウム/亜鉛/マグネシウム合金)を追加します。
  • 砂鋳造:大きなコンポーネント(工作機械のベースなど)、ワンピースのカスタマイズまたは低複雑さ部品。

まとめ

砂の鋳造、ダイキャスティング、投資鋳造、遠心鋳造、および金属鋳造のその他の技術は、製造業のコアテクノロジーシステムを構成します。砂鋳造は、低コストと汎用性を持つ大きな構造部品の好ましいソリューションとなり、DIE鋳造は高圧に基づいて薄壁複合コンポーネントの高精度ソリューションを提供します迅速なプロトタイピングテクノロジー。

近年、グリーンとライトの製造に対する需要の高まりにより、ジェット冷却技術や型のない鋳造などの新しいプロセスが次々と現れ、鋳造技術の境界をさらに拡大しています。

あなたが働いている金属鋳造会社では、収量の改善と省エネで二重のブレークスルーを達成する必要があります。特定の需要文書を送ってください、そして私たちは提供します金属鋳造サービス短時間であなたに。 JSの技術的な蓄積とエンジニアリング機能は、重要なサポートを提供できます。

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JSは業界をリードする会社ですカスタム製造ソリューションに焦点を当てます。私たちは5,000人以上の顧客と20年以上の経験があり、高精度に焦点を当てていますCNC加工板金製造3D印刷射出成形金属スタンピング、その他のワンストップ製造サービス。

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詳細については、当社のウェブサイトをご覧ください。www.cncprotolabs.com

FAQ

1.金属鋳造とは何ですか?

金属鋳造には、液体金属を型に注ぎ、それを冷やして望ましい形状を得ることが含まれます。金属鋳造は、生産的効率と経済的利点の両方を備えた、エンジン部品、産業用ツールなどの複雑な部品や大規模な部品を作るために採用されています。

2.投資キャスティングの利点は何ですか?

投資キャスティング(Lost Wax Process)は、使い捨てのワックス型を使用して、最大RA1.6μmの表面仕上げで高精度の複雑な部品モールディングを実現し、チタン合金などのマシン材料を処理するために使用できます。航空宇宙、医療、その他の分野で少量の精密成分を生産するのに特に適しています。

3.高圧鋳造はどのくらい速いですか?

高圧鋳造は、最大速度20〜60 m/sで金型を満たし、0.02〜0.2秒で複雑な金型を満たすことができます。薄壁の部品(車のシリンダーブロックなど)に適しており、精度と生産性の両方を考慮して、1つのサイクルが約30〜90秒かかります。

4. DIYキャスティングは安全ですか?

日曜大工の鋳造は、高熱と金属製の水しぶきの可能性があるため危険であり、厳密な保護(ゴーグル、手袋、換気)が必要であり、湿った材料やカビの使用が不可能になります。定期的な操作の下で安全に可能ですが、専門的なガイドラインに従う必要があります。

リソース

キャスティングダイ

投資キャスティング

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